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本研究では、DNA複製過程で生じるDNAの脆弱性に対する保護、修復機構について解析をおこなった。手法としては、Xenopus卵抽出液によって無細胞的に再構築されたDNA複製系を応用した。まず、DNA複製ライセンス化因子Cdt1が過剰に存在することによるDNA複製開始制御の破綻について検討した。その結果、Cdt1の阻害タンパク質であるgemininの共存によりDNA過剰複製が亢進する可能性が示された。このようなgemininの機能は、caffeineによるcheckpoint機構の阻害を介した過剰DNA複製の亢進と相加的に働き得ることから、ATM/ATRを起点とするcheckpoint経路に加え、これとは異なる過剰DNA複製の抑制経路が存在することが示唆された。また、このgemininの作用はCdt1と結合できるが活性を阻害しないgemininの部分領域によっても代替可能であることから、この経路がS期における異常なCdt1の蓄積を何らかの形で認識している可能性が考えられた。
さらに、DNA鎖伸長反応におけるDNAの脆弱性を保護する機能をもつ可能性が高いものとしてRecQヘリカーゼに注目した解析をおこなった。このうち特にRecQL4を中心として検討を進めた。このRecQL4は、本研究計画遂行中にDNA複製開始に必須な役割を果たすことが報告された。本研究でも、RecQL4がDNA複製のきわめて初期段階で機能している可能性を示す結果を得たが、DNA複製の初期段階のクロマチン結合に比してそれ以降のRecQL4の蓄積が顕著であることも観察しており、新生DNA鎖の伸長反応にRecQL4が機能する可能性も認められた。さらに詳細な解析により、DNA複製において新生DNA鎖伸長反応が何らかの理由により停止してしまった際にRecQL4が機能し、DNA複製機構の統合性を保つ役割を果たしていることが示唆された。
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